ARM嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的應(yīng)用實(shí)例

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要詳細(xì)介紹ARM嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及ARM嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，請(qǐng)跟隨小編一起來(lái)了解一下。

ARM嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

圖1是系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖“系統(tǒng)采用外部3.6864MHz的晶振產(chǎn)生內(nèi)核所需要的18.432MHz、36.864MHz、49.152MHz或73.728MHz的時(shí)鐘。

以下主要針對(duì)此硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)存器擴(kuò)展、主要接口、顯示及其外設(shè)方面設(shè)計(jì)的介紹。

1、電源部分設(shè)計(jì)

電源是系統(tǒng)可靠工作的保證，包括供電和復(fù)位電路部分。系統(tǒng)復(fù)位模塊提供CS89712啟動(dòng)信號(hào)。系統(tǒng)采用nPOR信號(hào)作為復(fù)位信號(hào)，使用復(fù)位芯片產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。如圖2：

整個(gè)系統(tǒng)的外部電源輸入采用直流18V-36V，系統(tǒng)的供電較為復(fù)雜，電壓等級(jí)多，其中CS89712芯片I/0和內(nèi)核分別采用3.3V.2.5V供電，而擴(kuò)展的MAX125、LCD顯示器采用5V供電，同時(shí)LCD對(duì)比度調(diào)節(jié)需負(fù)電壓偏置（選用MAX686芯片）;而模擬量采集MAX125前向通道中濾波和電壓跟隨電路所用運(yùn)放電源電壓為正、負(fù)12V。

這里采用Ericsson的DC/DC電源模塊PKC2131PI，提供隔離的正負(fù)12V和+5V，同時(shí)選用MICREL公司MIC2211-2.5/3.3BML型雙輸出LDO提供CS89712的3.3V和2.5V。圖3為CS89712雙電源供電電路：

2、存儲(chǔ)器部分設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用FLASH存儲(chǔ)程序和參數(shù)，使用SDRAM作為程序的運(yùn)行空間。數(shù)據(jù)及堆棧。CS89712內(nèi)置了SDRAM控制器和內(nèi)存接口。其中FLASH部分采用2片Intel公司TE28F320B3BA110，構(gòu)成32位寬8MB的FLASH，SDRAM采用2片NEC公司uPD-4564163G5，構(gòu)成32位寬16MB的SDRAM，如圖4：

3、LCD硬件擴(kuò)展設(shè)計(jì)

液晶顯示器（LCD）具有顯示信息豐富、功耗低、體積小、重量輕等其他顯示器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，目前在智能儀表儀器和低功耗電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。

CS89712內(nèi)置了LCD控制器，LCD控制器就相當(dāng)于嵌入式系統(tǒng)的顯卡，接口有以下信號(hào)：DD［0:3］（數(shù)據(jù)線）、FRM（幀同步信號(hào)）、CL1（行同步信號(hào)）、CL2（象素?cái)?shù)據(jù)時(shí)鐘）、M（交流偏置信號(hào)）。這里我們擴(kuò)展的是一個(gè)STN的彩色LCD，該LCD顯示屏提供8位數(shù)據(jù)接口。表1為CS89712和該LCD控制信號(hào)接線對(duì)應(yīng)表。

4、觸摸屏硬件擴(kuò)展設(shè)計(jì)

觸摸屏輸入部分由觸摸屏、觸摸屏控制器組成，和LCD配合可以實(shí)現(xiàn)完整的人機(jī)操作界面。圖7為實(shí)際的觸摸屏輸入系統(tǒng)部分，采用四線電阻式觸摸屏，觸摸屏控制器采用T［（BB）公司的ADS7846，其可以通過(guò)SPI接口直接和CS89712相接。

5、以太網(wǎng)接口的設(shè)計(jì)

由于CS89712內(nèi)部集成了CS8900A以太網(wǎng)控制器其本身帶有802.3MAC引擎、Buffer、串行EEP-ROM接口和10BASE-T的模擬前端。只需增加I/O隔離濾波器和RJ45接口即可。此部分電路如圖8：

6、數(shù)據(jù)采集硬件擴(kuò)展設(shè)計(jì)

MAX125是MAXIM公司生產(chǎn)的高速2X4通道同步采樣14位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換芯片，其模擬輸入范圍為正負(fù)5V，內(nèi)部具有2.5V參考電源，內(nèi)置有四個(gè)采樣/保持放大器（T/H）。輸入分為A、B兩組，通過(guò)開(kāi)關(guān)的切換可以對(duì)八個(gè)通道進(jìn)行采集，轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量都存儲(chǔ)在4X14的RAM中。

其并行接口數(shù)據(jù)訪問(wèn)和總線釋放的定時(shí)特性與CS89712芯片總線的特性兼容，故兩者可以直接相連而不需等待狀態(tài)。由于MAXI25為+5V供電，在與I/O電源電壓為3.3V的CS89712聯(lián)接時(shí)需要使用總線電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC245A，其中采用讀寫(xiě)控制信號(hào)控制總線轉(zhuǎn)換方向，轉(zhuǎn)換完成后自動(dòng)申請(qǐng)CS89712的外部中斷EINT1，讀取A/D數(shù)據(jù)自動(dòng)會(huì)撤消該中斷。通過(guò)在前向通道加接限幅保護(hù)、電壓跟隨和濾波輸入電路，即可完成模擬數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)。

稅控收款機(jī)應(yīng)用舉例

一、基于S3C44B0的稅控收款機(jī)

1、采用嵌入式CPU（S3C44B0）

2、從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上改變目前收款機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中出現(xiàn)的高端機(jī)（由PC機(jī)組成系統(tǒng)）成本過(guò)高與低端機(jī)（由單片機(jī)組成系統(tǒng)）資源不足的狀況，使嵌入式系統(tǒng)在稅控收款機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。

二、稅控收款機(jī)組成框圖

三、稅控收款機(jī)硬件組成

1、CPU：S3C44B0

2、存儲(chǔ)器：FLASH、SDRAM、NANDFLASH

3、顯示器：LCD、VFD

4、觸摸屏：四線電阻式觸摸屏

5、PS/2外設(shè)接口：鍵盤(pán)、條碼掃描器、磁卡掃描器

6、RS232、并行口擴(kuò)展接口：用外設(shè)擴(kuò)展芯片實(shí)現(xiàn)

7、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展接口

8、電源模塊：主板電源、MODEM電源、VFD電源等

四、POS機(jī)軟件組成

1、操作系統(tǒng)

1）采用uCLinux操作系統(tǒng)，不需要MMU支持，內(nèi)核可裁減

2）包括了完善的TCP/IP協(xié)議棧，PPP撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)

2、圖形系統(tǒng)

采用MiniGUI，中國(guó)人自行開(kāi)發(fā)，界面美觀，移植簡(jiǎn)單

3、應(yīng)用程序

1）商業(yè)功能模塊

2）稅控功能模塊

3）報(bào)表功能模塊

4）管理設(shè)置功能模塊

5）其它功能模塊